CN102172069B - 高速上行分组接入的数据流传输方法及终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了高速上行分组接入HSUPA的数据流传输方法及终端设备，其中，该方法包括：无线链路控制RLC实体获取媒体接入控制MAC实体上报的HSUPA发送能力，基于HSUPA发送能力，确定出第一可发送数据量；RLC实体按照确定出的第一可发送数据量，对各逻辑信道的服务数据单元SDU分别进行组包，将组包得到的协议数据单元PDU加密后放入相应逻辑信道对应的缓存，供MAC实体提取。本发明实施例方案提高了HSUPA的上行传输效率。

Description

高速上行分组接入的数据流传输方法及终端设备
技术领域
本发明实施例涉及数据传输技术，尤其涉及高速上行分组接入(HSUPA，High-Speed Uplink Packet Access)的数据流传输方法及终端设备。
背景技术
为了提高宽带码分多址技术(WCDMA，Wide-band Code DivisionMutiple)上行的传输速率，以改善系统上行的覆盖和吞吐率，减少传输时延，第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation Partnership Project)R6版本中引入了HSUPA技术，增加了一个新的上行传输信道，即增强型专用传输信道(E-DCH，Ehanced Dedicated Transport Channel)，并增加了媒体接入控制(MAC，Media Access Control)-e/es实体。
对于终端设备(UE，User Equipment)侧，HSUPA的数据流传输过程包括：无线链路控制(RLC，Radio Link Control)实体对各逻辑信道的服务数据单元(SDU，Service Data Unit)分别进行组包，将组包得到的协议数据单元(PDU，PDU Protocol Data Unit)加密后放入相应逻辑信道对应的缓存；MAC-e/es实体从缓存中提取PDU，进行组包复用后发送给物理层实体；物理层实体对接收的PDU进行编码，而后通过HSUPA上行信道发送给网络侧。这样，便实现了将RLC实体接收的各逻辑信道的SDU，通过HSUPA上行信道发送给网络侧。
进一步地，为了提高组包效率，3GPP R8版本中引入了MAC-i/is实体，用于替换MAC-e/es实体，MAC-i/is在进行组包时支持可变的RLC PDU。3GPP引入MAC-i/is特性后，带来两点显著变化：
1)MAC-i/is实体进行组包时，可以对同一逻辑信道的多个长度不同的PDU进行组合。相应地，RLC实体在对SDU进行组包时，对同一逻辑信道，可根据需要将SDU组包成不同大小(size)的PDU，然后进行加密，放入该逻辑信道对应的缓存供MAC-i/is实体提取；而在引入MAC-i/is实体之前，对同一逻辑信道，RLC实体只能将SDU组包成相同大小的PDU，然后进行加密，放入缓存以供MAC-i/is实体提取。
2)MAC-i/is实体进行组包时，可以根据需要对缓存中的任一PDU进行分割，即一个PDU可以分割后分多次发送。
这两个变化让UE侧的RLC组包和MAC组包更加灵活高效，RLC组包的PDU大小(size)越大，则附加的组包开销越小。但如果RLC组包的PDU size偏大，由于MAC-i/is实体的数据包发送受调度授权、非调度授权、最大可用剩余功率、增强型专用信道传输格式组合(E-TFC，E-DCH Transport FormatCombination)量化等因素的限制，不能一次性将一个PDU全部发送，则必然会对该PDU进行分割，分多次发送，这虽节省了组包开销，却增加了MAC-i/is实体的组包概率；并且，只要一个分割的PDU发送失败，则需要向RLC实体请求重传该分割包所属的整个PDU，这增加了RLC实体重传PDU的概率。因此，需要在RLC组包开销和MAC-i/is组包之间找到一个平衡点，使UE侧HSUPA的上行传输效率达到最佳。
现有HSUPA的数据流传输方法中，RLC和MAC-i/is从协议层面上看是属于不同层面的实体，图1为现有技术中RLC实体和MAC-i/is实体进行数据调度的示意图，RLC实体与MAC-i/is实体分别独立进行组包发送，具体地：
1)RLC实体负责上行各个逻辑信道的数据发送和重传，按照自身设定的规则对服务数据单元SDU进行组包，将组包得到的PDU加密后放入缓存。RLC实体没有调度进程这个概念，当RLC实体针对各逻辑信道缓存有数据，同时RLC实体能被所在的子系统调度到，RLC实体便进行PDU组包加密后放入相应逻辑信道对应的缓存，以供MAC-i/is实体提取。图1中白色矩形方框为RLC实体放入缓存的数据，从图中示意可知，RLC实体独立运行任务，其执行时刻是随机无法确定的，这样，往MAC-i/is的发数频率也是不确定的。
2)MAC-i/is实体采用E-TFC选择策略，在每个调度进程，结合UE当前的HSUPA发送能力计算出可发送数据量，从缓存中提取PDU，按照计算出的可发送数据量对提取的PDU进行组包复用，然后传送给物理层实体。图1中黑色矩形方框为MAC-i/is实体发送的数据。
所述HSUPA发送能力包括调度授权能力、非调度授权能力和最大可用剩余功率。根据3GPP协议描述，在每个调度进程，UE侧的MAC-i/is实体根据当前的调度授权、非调度授权和剩余功率进行E-TFC选择，E-TFC选择的过程主要包含如下2点：
1)计算当前调度授权对应的可发送调度比特数、非调度授权对应的可发送非调度比特数以及剩余功率对应的可发送总比特数；常将这三者称为可发送比特数。
2)遵循流复用关系和高优先级准则，依次确定哪些逻辑信道的数据流可以复用到PDU中，并根据可发送比特数确定复用到传输块中的各个逻辑信道的数据量；确定出的复用到传输块中的各逻辑信道的数据量，称为可发送数据量。根据逻辑信道的特点，某逻辑信道的数据流为调度数据或非调度数据；进行复用时，选择的调度数据不能超过可发送调度比特数，选择的非调度数据不能超过可发送的非调度比特数，发送的调度数据和非调度数据总和不能超过剩余功率对应的发送比特总数。
发明人在实现本发明的过程中，发现整个交互过程中，RLC实体和MAC-i/is实体只有数据面的交互，RLC实体单向为MAC-i/is实体提供尽可能多的发送数据，而一旦数据提供给了MAC-i/is实体，是无法回收的。
RLC实体在进行PDU组包时，没有考虑当前UE的发送能力，这样有可能导致PDU size太大，MAC-i/is实体对一个PDU需要多次分割，增大了MAC-i/is实体分割的概率，且增大了RLC重传的概率；同时，如果当前UE的发送能力较强，而RLC组包后的PDU size过小，这导致了RLC组包开销较大，降低了RLC组包效率。也就是，现有方案降低了HSUPA的上行传输效率。
发明内容
本发明实施例提供了一种HSUPA的数据流传输方法，该方法能够提高HSUPA的上行传输效率。
本发明实施例提供了一种终端设备，该终端设备能够提高HSUPA的上行传输效率。
一种HSUPA的数据流传输方法，该方法包括：
RLC实体获取MAC实体上报的HSUPA发送能力；
RLC实体基于HSUPA发送能力，确定出第一可发送数据量；
RLC实体按照确定出的第一可发送数据量，对各逻辑信道的SDU分别进行组包，将组包得到的PDU加密后放入相应逻辑信道对应的缓存，供MAC实体提取。
一种终端设备，该终端设备包括RLC实体、缓存和MAC实体；
所述RLC实体，用于接收MAC实体上报的HSUPA发送能力，基于HSUPA发送能力，确定出第一可发送数据量；按照确定出的第一可发送数据量，对各逻辑信道的服务数据单元SDU分别进行组包，将组包得到的协议数据单元PDU加密后放入相应逻辑信道对应的缓存；
所述MAC实体，用于向RLC实体上报HSUPA发送能力，并从缓存中提取PDU。
从上述方案可以看出，本发明实施例中，UE侧的RLC实体基于MAC实体上报的HSUPA发送能力确定出第一可发送数据量，按照确定出的第一可发送数据量对各逻辑信道的SDU分别进行组包，然后进行加密，放入相应逻辑信道对应的缓存；这样，RLC实体根据UE的发送能力对组包的PDU size进行控制，避免了PDU size太大引起的MAC-i/is实体组包的概率较大以及RLC重传概率较大的缺陷，且避免了PDU size太小引起的RLC组包开销较大的缺陷，从而，提高了HSUPA上行传输效率。
附图说明
图1为现有技术中RLC实体和MAC实体进行数据调度的示意图；
图2为本发明实施例HSUPA的数据流传输方法示意性流程图；
图3为本发明实施例RLC实体和MAC实体进行数据调度的示意图；
图4为本发明实施例终端设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举具体实施例并参照附图，对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例中，UE侧的RLC实体基于UE的发送能力对SDU进行组包，然后进行加密，放入缓存，以供MAC实体提取。本发明实施例所称MAC实体，即MAC-i/is实体。参见图2，为本发明实施例HSUPA的数据流传输方法示意性流程图，其包括以下步骤：
步骤201，获取MAC实体上报的HSUPA发送能力。
所述HSUPA发送能力包括调度授权能力、非调度授权能力和最大可用剩余功率。
步骤202，基于HSUPA发送能力，确定出第一可发送数据量。
步骤203，按照确定出的第一可发送数据量，对各逻辑信道的SDU分别进行组包，将组包得到的协议数据单元PDU加密后放入相应逻辑信道对应的缓存，供MAC实体提取。
将组包得到的PDU加密后放入缓存之后，该方法还包括：
MAC实体采用E-TFC选择策略，基于HSUPA发送能力计算出第二可发送数据量，从缓存中提取PDU，按照计算出的第二可发送数据量对提取的PDU进行组包复用，然后传送给物理层实体；
物理层实体对接收的PDU进行编码后通过HSUPA上行信道发送出去。
上述流程步骤202中确定第一可发送数据量的方法有多种，下面例举两种：
方法一：
基于HSUPA发送能力，采用E-TFC选择策略计算出所述第一可发送数据量。此方法与MAC实体计算第二可发送数据量的方案相同。
E-TFC选择策略主要包含如下2点：
1)计算当前调度授权对应的可发送调度比特数、非调度授权对应的可发送非调度比特数以及剩余功率对应的可发送总比特数；常将这三者称为可发送比特数。
2)遵循流复用关系和高优先级准则，依次确定哪些逻辑信道的数据流可以复用到PDU中，并根据可发送比特数量确定复用到传输块中的各个逻辑信道的数据量；本方法中，将确定出的复用到传输块中的各逻辑信道的数据量称为第一可发送数据量。根据逻辑信道的特点，某逻辑信道的数据流为调度数据或非调度数据；进行复用时，选择的调度数据不能超过可发送调度比特数，选择的非调度数据不能超过可发送的非调度比特数，发送的调度数据和非调度数据总和不能超过剩余功率对应的发送比特总数。
采用此方法，RLC实体放入缓存数据时的第一可发送数据量与MAC发送数据时的第二可发送数据量相匹配，从而提升了UE的发送效率。所谓相匹配，即相等。
方法二：
基于HSUPA发送能力，采用E-TFC选择策略计算出估计可发送数据量；
对计算出的估计可发送数据量进行放大，将放大后的估计可发送数据量作为所述第一可发送数据量；放大系数可根据需要设定。由于系统一般处于稳定状态，因此，可将放大系数设为1.1或1.2等。
本方法中，将采用E-TFC选择策略计算出的可发送数据量称为估计可发送数据量，第二可发送数据量等于估计可发送数据量；采用此方法，RLC实体将PDU放入缓存时的第一可发送数据量大于MAC实体发送数据时的第二可发送数据量，以保证缓存中有足够的数据供MAC实体提取。
上述流程中，MAC实体向RLC实体实时上报UE的HSUPA发送能力。具体地，可以在每个调度进程的起始点向RLC实体上报当前调度进程的HSUPA发送能力；如图3所示，图中的黑色矩形为每个调度进程中MAC实体上报HSUPA发送能力的部分，图中的白色矩形为RLC实体接收MAC实体基于当前接收的HSUPA发送能力确定出第一可发送数据量，并按照确定出的第一可发送数据量进行组包发送的部分。
MAC实体在每个调度进程的起始点向RLC实体上报当前调度进程的HSUPA发送能力，以供RLC实体确定第一可发送数据量；同时，MAC实体还基于当前调度进程的HSUPA发送能力计算出第二可发送数据量，从缓存中提取PDU，按照计算出的第二可发送数据量对提取的PDU进行组包复用，然后传送给物理层实体。以图3所示的实例进行说明：MAC实体在进程1的起始点向RLC实体上报进程1的HSUPA发送能力；RLC实体接收MAC实体发送的进程1的HSUPA发送能力，确定出进程1的第一可发送数据量，并按照确定出的第一可发送数据量对各逻辑信道的SDU分别进行组包、加密后放入缓存；MAC实体基于进程2的HSUPA发送能力，计算出进程2的第二可发送数据量，从缓存中提取PDU，按照计算出的第二可发送数据量对提取的PDU进行组包复用，然后传送给物理层实体，同时，MAC实体还在进程2的起始点向RLC实体上报进程2的HSUPA发送能力。系统一般处于稳定状态，可认为相邻两个调度进程的HSUPA发送能力相同，也就是，进程1的第一可发送数据量与进程2的第一可发送数量相等，这样，RLC实体放入缓存数据时的第一可发送数据量与MAC发送数据时的第二可发送数据量相等，从而提升了UE的发送效率。
采用本发明实施例方案，RLC实体根据UE的发送能力对组包的PDU size进行控制，避免了PDU size太大引起的MAC-i/is实体组包的概率较大以及RLC重传概率较大的缺陷，且避免了PDU size太小引起的RLC组包开销较大的缺陷，从而，提高了HSUPA上行传输效率降低。
参见图4，为本发明实施例终端设备的结构示意图，该终端设备包括RLC实体、缓存和MAC实体；
所述RLC实体，用于接收所述MAC实体上报的HSUPA发送能力，基于HSUPA发送能力，确定出第一可发送数据量；按照确定出的第一可发送数据量，对各逻辑信道的服务数据单元SDU分别进行组包，将组包得到的协议数据单元PDU加密后放入相应逻辑信道对应的缓存；
所述MAC实体，用于向RLC实体上报HSUPA发送能力，并从缓存中提取PDU。
可选地，所述RLC实体包括获取单元、数据量确定单元和组包单元，
所述获取单元，用于获取MAC实体上报的HSUPA发送能力，发送给所述数据量确定单元；
所述数据量确定单元，用于基于HSUPA发送能力，确定出第一可发送数据量，将第一可发送数据量发送给所述组包单元；
所述组包单元，用于按照确定出的第一可发送数据量，对各逻辑信道的SDU分别进行组包，将组包得到的PDU加密后放入相应逻辑信道对应的缓存。
可选地，所述数据量确定单元包括第一数据量确定子单元，用于基于HSUPA发送能力，采用E-TFC选择策略计算出所述第一可发送数据量。
可选地，所述数据量确定单元包括第二数据量确定子单元，用于基于HSUPA发送能力，采用E-TFC选择策略计算出估计可发送数据量；对计算出的估计可发送数据量进行放大，将放大后的估计可发送数据量作为所述第一可发送数据量。
可选地，所述MAC实体和所述RLC实体分别置于两个独立的处理器中。
可选地，该终端设备还包括物理层实体；
所述MAC实体，还用于采用E-TFC选择策略，基于HSUPA发送能力计算出第二可发送数据量，从缓存中提取PDU，按照计算出的第二可发送数据量对提取的PDU进行组包复用，然后传送给物理层实体；
所述物理层实体，用于对来自MAC实体的PDU进行编码后通过HSUPA上行信道发送出去。
本发明实施例适用于WCDMA及时分同步的码分多址技术(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)等的上行HSUPA处理，可应用在单处理器(core)上，尤其可应用在双core构架上；对于双core构架，RLC实体和MAC实体分别工作在两个core上，双core之间各自独立，采用本发明方案将具有更加显著的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高速上行分组接入HSUPA的数据流传输方法，其特征在于，该方法包括： 
无线链路控制RLC实体获取媒体接入控制MAC-i/is实体上报的HSUPA发送能力； 
RLC实体基于HSUPA发送能力，确定出第一可发送数据量； 
RLC实体按照确定出的第一可发送数据量，对各逻辑信道的服务数据单元SDU分别进行组包，将组包得到的协议数据单元PDU加密后放入相应逻辑信道对应的缓存，供MAC-i/is实体提取； 
MAC-i/is实体采用增强型专用信道传输格式组合E-TFC选择策略，基于HSUPA发送能力计算出第二可发送数据量，从缓存中提取PDU，按照计算出的第二可发送数据量对提取的PDU进行组包复用，然后传送给物理层实体；第一可发送数据量等于或大于第二可发送数据量； 
物理层实体对接收的PDU进行编码后通过HSUPA上行信道发送出去。 
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一可发送数据量的确定方法包括：基于HSUPA发送能力，采用增强型专用信道传输格式组合E-TFC选择策略计算出所述第一可发送数据量； 
或者包括： 
基于HSUPA发送能力，采用E-TFC选择策略计算出估计可发送数据量； 
对计算出的估计可发送数据量进行放大，将放大后的估计可发送数据量作为所述第一可发送数据量。 
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：MAC-i/is实体在每个调度进程的起始点上报当前调度进程的HSUPA发送能力。 
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述HSUPA发送能力包括调度授权能力、非调度授权能力和最大可用剩余功率。 
5.一种终端设备，其特征在于，该终端设备包括无线链路控制RLC实体、缓存、媒体接入控制MAC-i/is实体和物理层实体； 
所述RLC实体，用于接收MAC-i/is实体上报的HSUPA发送能力，基于HSUPA发送能力，确定出第一可发送数据量；按照确定出的第一可发送数据量，对各逻辑信道的服务数据单元SDU分别进行组包，将组包得到的协议数据单元PDU加密后放入相应逻辑信道对应的缓存； 
所述MAC-i/is实体，用于向RLC实体上报HSUPA发送能力，还用于采用增强型专用信道传输格式组合E-TFC选择策略，基于HSUPA发送能力计算出第二可发送数据量，从缓存中提取PDU，按照计算出的第二可发送数据量对提取的PDU进行组包复用，然后传送给物理层实体；第一可发送数据量等于或大于第二可发送数据量； 
所述物理层实体，用于对来自MAC-i/is实体的PDU进行编码后通过HSUPA上行信道发送出去。
6.如权利要求5所述的终端设备，其特征在于，所述RLC实体包括获取单元、数据量确定单元和组包单元， 
所述获取单元，用于获取MAC-i/is实体上报的HSUPA发送能力，发送给所述数据量确定单元； 
所述数据量确定单元，用于基于HSUPA发送能力，确定出第一可发送数据量，将第一可发送数据量发送给所述组包单元； 
所述组包单元，用于按照确定出的第一可发送数据量，对各逻辑信道的SDU分别进行组包，将组包得到的PDU加密后放入相应逻辑信道对应的缓存。 
7.如权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述数据量确定单元包括第一数据量确定子单元，用于基于HSUPA发送能力，采用E-TFC选择策略计算出所述第一可发送数据量； 
或者，所述数据量确定单元包括第二数据量确定子单元，用于基于HSUPA发送能力，采用E-TFC选择策略计算出估计可发送数据量；对计算出的估计可发送数据量进行放大，将放大后的估计可发送数据量作为所述第一可发送数据 量。 
8.如权利要求5至7中任一项所述的终端设备，其特征在于，所述MAC-i/is实体和所述RLC实体分别置于两个独立的处理器中。 
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